量子もつれ光子対の高強度発生と化学反応への応用

量子纠缠光子对的高强度产生及其在化学反应中的应用

基本信息

批准号：
22KJ1395
负责人：
橋本征奈
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1395/
关键词：
量子もつれ光二光子吸収

项目摘要

（１）二光子吸収測定系の改善溶液系での量子もつれ二光子吸収測定では、溶媒と溶液に対する量子もつれ光子対の透過率をそれぞれ計測し、その差を二光子吸収量として吸収断面積を算出する。その為、セル交換による設置位置の誤差を小さくする必要がある。既存のシステムでは、セルホルダーにセルを一つしか固定できなかった為、溶媒と溶液に対する透過率差を計測する為には、セルホルダーの固定ネジの開閉が必要であり、ネジの開閉によるセルの角度変化に依存した透過率差が生じてしまった。そこで、セルホルダーを再設計し、二つのセル（溶媒用と溶液用）を同時に固定できるようにした。さらに、改良したセルホルダーを電動ステージ上に設置し、高い再現性で二つのセルを交換可能にした。また、試料透過光のわずかな光軸の変化が生じても検出器への入射効率が変化しないよう、検出器の受光面積に対して入射光面積が十分小さくなるように、集光条件を再検討した。溶液濃度や、溶質の種類によっては二光子吸収信号が0.1％程度の透過率差となる場合がある。量子もつれ二光子吸収測定では、吸収効率に対する入射光強度依存性を評価する為、1回の測定に多くの測定点が必要になる。雑音を低減する為には、測定点毎の露光時間を延長することが有効だが、測定時間の合計が長くなると、光源の強度揺らぎの影響による誤差が生じる。測定手順を種々検討した結果、0.1％の透過率差が再現良く計測可能になった。（２）量子もつれ・古典二光子吸収断面積の溶媒効果、試料濃度効果上記の改良を施した二光子吸収測定系を用いて、種々の有機分子の量子もつれ二光子吸収断面積に対する溶媒効果、試料濃度効果を評価した。また、fsレーザー光を用いて同一試料に対して古典二光子吸収断面積の測定も実施した。その結果、古典二光子吸収断面積が小さい分子の中にも量子もつれ二光子吸収断面積が大きい分子が含まれることがわかった。

（1）在测量两光子吸收测量系统的改进溶液系统中的量子纠缠的两光子吸收时，测量了量子纠缠的光子对的传递，并测量相对于溶剂和溶液，并使用两次吸收的量来计算吸收横截面区域。因此，有必要减少由于替换单元格而导致的安装位置的误差。在现有系统中，只能将一个单元固定在电池持有器上，因此，为了测量溶剂和溶液之间的透射率差异，有必要打开和关闭细胞支架的固定螺钉的固定螺钉，从而导致透射率差异，这取决于由于螺钉的开口和关闭螺钉的开口和关闭而导致电池角度的变化。因此，重新设计了细胞支架，以便可以同时固定两个细胞（对于溶剂和溶液）。此外，在电级上安装了一个改进的细胞持有人，使两个细胞可与高可重现性交换。此外，对光收集条件进行了重新检查，以便相对于检测器的光接收区域的入射光面积足够小，以便即使引起样品传输光的光轴略有变化，也不会更改入射光面积。根据溶液浓度和溶质的类型，两光子吸收信号的透射率差异约为0.1％。量子纠缠的两光子吸收测量值需要为每个测量值进行许多测量点，以评估入射光强度对吸收效率的依赖性。为了减少噪声，有效地延长了每个测量点的暴露时间，但是如果总测量时间增加了，则由于光源强度波动的影响而发生误差。在对测量程序进行了各种检查后，可以再现和测量0.1％的透射率差异。（2）使用上述改进的两光子吸收测量系统，量子纠缠和经典的两光子吸收横截面面积，样品浓度效应，溶剂效应和样品浓度对两光子纠缠的两光子吸收术横切区域的溶剂效应和样品浓度效应。此外，使用FS激光光在同一样品上测量了经典两光子吸收的横截面区域。结果，发现即使是具有较小的经典两光子吸收的较小横截面区域的分子也被包括在具有较大的量子纠缠的两光子吸收的较大横截面区域。